渡線設(shè)置對(duì)恢復(fù)高速列車運(yùn)行時(shí)間的分析

花修坤 南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院

渡線設(shè)置對(duì)恢復(fù)高速列車運(yùn)行時(shí)間的分析

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高速鐵路行車組織具有高速度、高密度的特點(diǎn)。雖然高速鐵路以安全、正點(diǎn)為首要前提，但由于設(shè)備故障造成中斷行車和列車晚點(diǎn)的情況也偶有發(fā)生。在設(shè)備故障時(shí)，通常根據(jù)故障性質(zhì)的不同和對(duì)列車正常運(yùn)行影響程度的大小需要采取不同的運(yùn)行調(diào)整方法。設(shè)置渡線組織列車由鄰線繞行，增加了對(duì)晚點(diǎn)列車運(yùn)行調(diào)整的靈活性。討論利用區(qū)間渡線組織高速列車越行的方案，并計(jì)算縮短積壓列車疏導(dǎo)的時(shí)間，量化分析渡線在恢復(fù)列車正常運(yùn)行過程中的作用。

高速鐵路；渡線；運(yùn)輸組織；列車調(diào)度

引導(dǎo)列車由一股道過渡到相鄰軌道的設(shè)備稱為渡線。既有雙線鐵路一般在車站兩端咽喉區(qū)正線間，正線和到發(fā)線間設(shè)有渡線，由于站間距離不長，區(qū)間一般不設(shè)渡線。高速鐵路由于站間距離較長，在區(qū)間設(shè)置一定數(shù)量的渡線，對(duì)在線路區(qū)間發(fā)生故障、事故或設(shè)備維修養(yǎng)護(hù)時(shí)進(jìn)行反向行車，以及增加列車運(yùn)行調(diào)整的靈活性和在特定條件下提高通過能力有一定的作用。然而，區(qū)間渡線的設(shè)置同時(shí)也帶來加大工程投資、增加維修成本和不安全隱患因素，甚至使用起來還有許多限制條件。本文量化分析了區(qū)間渡線在恢復(fù)列車正常運(yùn)行過程中的作用，提出了設(shè)置與否的觀點(diǎn)。

1 前提條件

根據(jù)國內(nèi)外高速鐵路車站咽喉渡線的設(shè)置經(jīng)驗(yàn)，相鄰兩個(gè)車站咽喉渡線的配置方式如圖1所示。

圖1 相鄰車站咽喉渡線示意圖

圖1中，(a)、(c)、(e)相鄰車站兩端的八字渡線開口方向均朝向上行線，也可以均朝向下行線，方案類似。(b)、(d)、(f)相鄰車站兩端的八字渡線隔站朝向下行線。

經(jīng)分析，當(dāng)線路區(qū)間出現(xiàn)故障，列車反向運(yùn)行距離最長的是(a)中的下行列車，經(jīng)過兩站一區(qū)間，反向運(yùn)行距離最短的是(a)中的上行列車，經(jīng)過一區(qū)間。因此，(a)方式具有典型性，以下就以(a)為例來分析區(qū)間發(fā)生故障時(shí)，區(qū)間渡線對(duì)疏導(dǎo)列車恢復(fù)正常運(yùn)行所起的作用。

例如，京滬高速鐵路站間平均距離在60km左右，若取站間距離為60km，站坪長度取2000m，線間距5m，車站咽喉渡線和區(qū)間渡線均采用41號(hào)道岔，側(cè)向允許限速為160km/h。從故障發(fā)生到經(jīng)過運(yùn)行調(diào)整恢復(fù)按圖行車所需要的時(shí)間，與正常運(yùn)行情況下的行車密度、故障區(qū)間單位時(shí)間內(nèi)單線所能通過的最大列車數(shù)以及故障排除后列車緊密運(yùn)行最小追蹤間隔時(shí)間密切相關(guān)。正常情況下的行車密度是指列車按照運(yùn)行圖規(guī)定的間隔時(shí)間運(yùn)行，由于運(yùn)行圖上各種速度列車穿插運(yùn)行，空費(fèi)時(shí)間大小不同，各時(shí)間段列車密度也不相同，當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，積壓列車也將是多種速度等級(jí)的列車，積壓列車數(shù)量難以判斷。為簡化計(jì)算，正常情況下取一種速度列車，并按照一定的間隔時(shí)間均衡排列，由于列車運(yùn)行速度越高，單線運(yùn)行圖周期越短，區(qū)間渡線對(duì)疏導(dǎo)列車的作用越明顯，因此，取運(yùn)行速度為300km/h的列車進(jìn)行計(jì)算（速度系數(shù)0.9），列車正常運(yùn)行間隔時(shí)間分別設(shè)為4min、5min、6min、7min、8min，緊密運(yùn)行間隔為4min；故障發(fā)生時(shí)，鄰線以160km/h限速運(yùn)行，若列車追蹤運(yùn)行，追蹤列車間隔取5min。

2 不設(shè)區(qū)間渡線時(shí)列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間

如圖1(a)所示，不設(shè)置區(qū)間渡線時(shí)，當(dāng)上、下行線的任何一處出現(xiàn)故障阻礙列車運(yùn)行時(shí)，雙方向列車就只能在上行線的兩個(gè)車站之間按單線運(yùn)行。下行線出現(xiàn)故障時(shí)下行列車反向運(yùn)行距離為兩站一區(qū)間，按上述假設(shè)條件計(jì)算單線運(yùn)行圖周期為35min，上行線出現(xiàn)故障時(shí)上行列車反向運(yùn)行距離為一區(qū)間，單線運(yùn)行圖周期為33min，如果一件故障的平均排除時(shí)間為1h，則該時(shí)間內(nèi)的單線可通過列車數(shù)在非追蹤時(shí)為2對(duì)，每次2列追蹤時(shí)接近3對(duì)。據(jù)此計(jì)算得出不設(shè)置區(qū)間渡線時(shí)，列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間如表1所示。

表1 不設(shè)區(qū)間渡線時(shí)列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間分析表

3 設(shè)置區(qū)間渡線時(shí)列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間

如圖2所示，在兩個(gè)車站中間設(shè)置一組八字渡線，根據(jù)開口方向不同有兩種方案，分析方法和結(jié)果類似，現(xiàn)以圖2所示開口方向朝向上行線為例進(jìn)行分析?！?、■和●分別表示下行線路上三個(gè)不同的故障地點(diǎn)?！?、□和○分別表示上行線路上三個(gè)不同的故障地點(diǎn)。

圖2 區(qū)間設(shè)置八字渡線時(shí)不同故障地點(diǎn)列車?yán)@行距離示意圖

當(dāng)▲或●發(fā)生故障時(shí)，下行列車反向運(yùn)行距離都經(jīng)過1個(gè)車站和1/2個(gè)區(qū)間，單線非追蹤運(yùn)行圖周期約為22min，1h內(nèi)單線可通過列車數(shù)在非追蹤時(shí)為3對(duì)，在追蹤間隔時(shí)間為5min、每次2列追蹤時(shí)大約為4對(duì)；當(dāng)■發(fā)生故障時(shí)，下行列車反向運(yùn)行距離為兩站一區(qū)間，區(qū)間渡線不起作用。

當(dāng)△或○發(fā)生故障時(shí)，上行列車反向運(yùn)行距離都經(jīng)過1/2個(gè)區(qū)間，單線非追蹤運(yùn)行圖周期約為21min，1h內(nèi)單線可通過列車數(shù)同樣是在非追蹤時(shí)為3對(duì)，在追蹤間隔時(shí)間為5min、每次2列追蹤時(shí)大約為4對(duì)；當(dāng)□發(fā)生故障時(shí)，若兩條區(qū)間渡線間距離不小于一個(gè)列車長，則上行列車反向運(yùn)行距離為兩條渡線間距離，單線非追蹤運(yùn)行圖周期約為8.8min，1h內(nèi)單線可通過列車數(shù)7對(duì)；否則，上行列車反向運(yùn)行距離仍為1/2個(gè)區(qū)間，與△和○情況相同。

根據(jù)上述分析計(jì)算得出區(qū)間設(shè)置八字渡線時(shí)，列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間如表2所示。

表2 設(shè)置區(qū)間渡線后列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間分析表

4 方案比較

由表1和表2可以看出：

（1）隨著列車運(yùn)行間隔時(shí)間的增大，故障期間積壓列車數(shù)減少，列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間減少。當(dāng)列車以最小追蹤間隔時(shí)間運(yùn)行時(shí)，無論有無區(qū)間渡線，列車都無法恢復(fù)正常運(yùn)行。

（2）設(shè)置區(qū)間渡線對(duì)于減少列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間的效果隨故障發(fā)生地點(diǎn)的不同而不同：

①當(dāng)故障發(fā)生在▲、●、△或○時(shí)，設(shè)與不設(shè)區(qū)間渡線相比，當(dāng)列車運(yùn)行間隔為5min、恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間減少了20min；當(dāng)列車運(yùn)行間隔為6min時(shí)，減少了12min，設(shè)與不設(shè)渡線，均可在2h內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)列車運(yùn)行間隔為7min和8min時(shí)，恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間分別減少了9min和8min，有、無渡線，均可在1h內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行。

②當(dāng)故障發(fā)生在□，且兩條區(qū)間渡線間距離不小于一個(gè)列車長時(shí)，設(shè)置區(qū)間渡線與不設(shè)置區(qū)間渡線相比，當(dāng)列車運(yùn)行間隔為5min、恢復(fù)正常運(yùn)行所需要的時(shí)間減少了80～120（min）；可在100 min內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，當(dāng)列車運(yùn)行間隔為6min、7min和8min時(shí)，均可在1h內(nèi)恢復(fù)正常運(yùn)行，比不設(shè)渡線時(shí)減少0.5～1（h），該種情況下區(qū)間渡線對(duì)減少列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間的效果最為顯著。

③當(dāng)故障發(fā)生在■時(shí)，區(qū)間渡線不起作用。

5 結(jié)束語

綜上所述，多數(shù)情況下，故障發(fā)生時(shí)，利用區(qū)間渡線疏導(dǎo)列車與利用車站進(jìn)行調(diào)整，恢復(fù)列車正常運(yùn)行秩序所需要的時(shí)間相差不大，只有在個(gè)別特殊情況下，區(qū)間渡線對(duì)減少列車恢復(fù)正常運(yùn)行所需時(shí)間有明顯效果。眾所周知，高速鐵路采用的設(shè)備裝備性能可靠，維修體制更加嚴(yán)格，故障發(fā)生率低，列車運(yùn)行正點(diǎn)率高。即使有故障發(fā)生時(shí)，上述分析表明，組織列車反向運(yùn)行雖然可以輸送一部分受阻礙的列車，但對(duì)鄰線影響較大，設(shè)置區(qū)間渡線的效果也不明顯，反而增加了行車調(diào)度指揮的復(fù)雜性，增加了安全隱患。

（項(xiàng)目來源：江蘇省2014年高職院校高級(jí)訪問工程師項(xiàng)目項(xiàng)目編號(hào)2014FG059）

[1]彭其淵，魏德勇，閆海峰，倪少權(quán)著.客運(yùn)專線運(yùn)輸組織.北京科學(xué)出版社.2007年1月.

[2]中華人民共和國建設(shè)部.鐵路車站及樞紐設(shè)計(jì)規(guī)范[S].2006年:24-27.

責(zé)任編輯：萬寶安

來稿日期：2014-12-08